CC BY
8УДК: 796.01:612
РЕАКЦИЯ
регионарного кровотока нижних конечностей на степ-эргометрическую нагрузку у спортсменов
Кандидат биологических наук А.В. Кабачкова Аспирантка Ю.С. Фролова
Доктор медицинских наук, профессор Л.В. Капилевич
Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск
REACTION OF LOWER LIMB REGIONAL BLOOD FLOW TO STEP ERGOMETRIC LOAD IN ATHLETES A.V. Kabachkova, Ph.D. Yu.S. Frolova, postgraduate student L.V. Kapilevich, professor, Dr.Med. National Research Tomsk State University, Tomsk
Key words: regional circulation, blood filling, sport games, martial arts.
Adaptation to muscular activity is a systemic response of the body, aimed at achieving high fitness level with the minimal physiological cost. This dynamic process is based on the formation of a new response program, which is determined by external and internal conditions of activity. Cardiovascular system (CVS) acts as one of the limiting factors, the realization of the motor potential depends on its adaptabilities. Numerous scientific papers, particularly in the field of cardiodynamics and systemic hemodynamics, are dedicated to the studies of athletes' cardiovascular system. It is still relevant to study the features of regional circulation. Currently, there are reports on the state of the muscle blood flow in athletes engaged in cyclic (athletics, swimming, skiing, cycling, short track) and acyclic, mainly power, sports (weightlifting, powerlift-ing). Rheovasography is one of the methods for studying the peripheral circulation.
The purpose of the present study was to examine the response of the lower limb regional blood flow to the step-ergometric load in athletes depending on the nature of the training process.
The reaction of the lower limb regional blood flow to the step-ergometric load varies in athletes depending on the nature of the training process In the group of athletes involved in martial arts, the amount of static loads (especially for the lower limb muscles) is higher, which leads to a high level of blood filling in the state of relative rest and the venous outflow enhancement in response to the load through the tone redistribution between the pre-and post-capillary sphincters.
Ключевые слова: регионарное кровообращение, кровенаполнение, спортивные игры, единоборства.
Введение. Адаптация к мышечной деятельности является системным ответом организма, направленным на достижение высокой тренированности с минимальной физиологической ценой [3]. В основе этого динамического процесса лежит формирование новой программы реагирования, которая определяется внешними и внутренними условиями деятельности. В качестве одного из лимитирующих факторов выступает сердечнососудистая система (ССС), от адаптационных возможностей которой зависит реализация двигательного потенциала. Исследованию ССС у спортсменов посвящены многочисленные научные работы, и в первую очередь в области кардиодинамики и системной гемодинамики [1]. Изучение особенностей регионарного кровообращения до сих пор остается актуальным. В настоящее время имеются сообщения о состоянии мышечного кровотока у спортсменов циклических (легкая атлетика, плавание, лыжные гонки, велоспорт, шорт-трек) и ациклических, преимущественно силовых, видов спорта (тяжелая атлетика, пауэрлифтинг) [2, 4-6]. Одним из методов изучения периферического кровообращения является реова-зография.
Цель исследования - изучить реакцию регионарного кровотока нижних конечностей на степ-эргометрическую нагрузку у спортсменов в зависимости от характера тренировочного процесса.
Методы и организация исследования. В исследовании приняли участие 60 мужчин 18-20 лет. Две экспериментальные группы составили 20 спортсменов, занимающихся спортивными играми, и 20 -единоборствами. Все обследуемые имели спортивные разряды не ниже I взрослого. Контрольную группу составили 20 студентов (основной медицинской
группы), посещающие занятия физической культурой 2 раза в неделю.
Реографическое исследование нижних конечностей осуществлялось с помощью аппаратно-программного комплекса «Валента» (ООО «Компания Нео», Россия). Показатели регистрировались в состоянии относительного покоя (фоновая запись) и после стандартной степ-эргометрической нагрузки (функциональная проба). Перед исследованием измеряли артериальное давление и подсчитывали пульс (частота сердечных сокращений более 90 уд/мин служила противопоказанием к исследованию). При выполнении функциональной пробы была использована степ-эргометрическая нагрузка, которая задавалась в виде восхождения на ступеньку (высотой 50 см). Темп движений - 30 восхождений в минуту - устанавливался метрономом - частота 120 уд/мин. Время восхождения - 5 мин.
Данные статистически обработаны с помощью программы STATISTICA 8.0, включающей расчет описательных выборочных параметров, проверку на нормальность распределения данных (Shapiro-Wilk'stest) и сравнительный анализ зависимых (t-testfordependentsamples, Wilcoxonmatchedpairstest) и независимых выборок (t-testforindependentsamples, Mann-Whitneytest). За статистически значимое различие принимали p<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение. Все результаты реовазографии были объединены в четыре группы, характеризующие периферическое кровообращение: показатели кровенаполнения, характеристики притока крови, характеристики оттока крови, показатели соотношения притока и оттока крови (см. рисунок). Для анализа и интерпретации были использованы реографические показатели, зарегистрированные на сегменте «правое бедро» (у всех испытуемых правая нога оказалась ведущей).
Реографические показатели кровенаполнения в исследуемых выборках находятся в пределах физиологической нормы. Во всех наблюдаемых группах показатели кровенаполнения после степ-эргометрической нагрузки возросли (p<0,05) или имеют тенденцию к возрастанию (p>0,05), такая реакция является адекватной на предъявляемую нагрузку. По данным J. P. Clausen et al. (1973), в процессе работы периферическое сосудистое сопротивление снижается в 4-5 раз по сравнению с покоем, что приводит к увеличению кровотока в работающих мышцах в 10-20 раз. Относительный объемный пульс в исследуемом сегменте в состоянии относительного покоя во всех наблюдаемых группах статистически значимых различий не имеет, но отмечены более высокие средневыборочные показатели в группе «Единоборства» - 0,83±0,27 % («Спортивные игры» - в среднем 0,72 %; «Общая физическая подготовка (ОФП)» -0,69 %). После выполнения нагрузки статистически значимо (на 50 %) увеличился пульсовой объем крови в группе «Спортивные игры». В группах ОФП и «Единоборства» прирост был незначительным - 13 и 4 % соответственно. Амплитудные данные, реографиче-
ский индекс (РИ) и амплитудно-частотный показатель (АЧП) в состоянии относительного покоя не различаются у всех обследуемых лиц, но после выполнения нагрузки отмечено статистически значимое увеличение этих показателей у спортсменов группы «Спортивные игры». Зафиксировано значимое (на 23 %) увеличение амплитуды максимума артериальной компоненты, в то время как в группах ОФП и «Единоборства» этот показатель увеличился на 14 и 11 % соответственно. Значения РИ и АЧП в этих группах статистически значимо не изменились, а в группе «Спортивные игры» отмечено увеличение РИ на 19 % и АЧП на 28 %.
Характеристики притока крови. Временные и скоростные показатели наполнения сосудов отражают тонус периферических артерий различного калибра. У всех обследуемых в условиях относительного покоя преобладает тонус мелких артерий, судя по выявленному соотношению времени быстрого и медленного кровенаполнения. Интегральный тонус сосудов артериального русла у спортсменов обеих групп выше по сравнению с группой контроля (ОФП). Так, модуль упругости в группе ОФП соответствует нормативному диапазону 11-15 %, а средние выборочные значения этого показателя в группах «Спортивные игры» и «Единоборства» его превосходят - 18 и 17,5 % соответственно. После выполнения степ-эргометрической нагрузки тонус артерий среднего и мелкого калибра во всех группах статистически значимо не изменился. В то же время тонус артерий крупного калибра возрос в группе «Спортивные игры» на 11 % и не изменился в группах «Единоборства» и ОФП.
Характеристики оттока крови. Показатели венозного оттока в состоянии относительного покоя соответствовали среднестатистическим нормам (существенных различий в организации венозного оттока не выявлено). После выполнения степ-эргометрической нагрузки венозный отток увеличился в группе ОФП в 1,4 раза, в группе «Единоборства» - в 3,2 раза, а в группе «Спортивные игры» - не изменился.
Показатели соотношения притока и оттока крови. Периферическое сопротивление сосудов на уровне пре- и посткапилляров отражают дикроти-ческий и диастолический индексы соответственно. Эти показатели в группе ОФП соответствуют нормативным значениям и при выполнении стандартной нагрузки статистически значимо не изменяются. В группе «Спортивные игры» отмечен значимый прирост этих индексов, но в рамках нормальных значений. Среди спортсменов группы «Единоборства» зафиксировано низкое периферическое сопротивление на уровне пре- и посткапилляров. В ответ на степ-эргометрическую нагрузку происходит повышение тонуса прекапилляров и снижение на уровне посткапилляров.
Заключение. Реакция регионарного кровотока нижних конечностей на степ-эргометрическую нагрузку у спортсменов различается в зависимости от характера тренировочного процесса (см. ри-
сунок). Для занимающихся спортивными играми характерно увеличение кровенаполнения сосудов бедра, возрастание тонуса артерий крупного калибра при неизменном уровне венозного оттока, повышение периферического сопротивления сосудов на уровне пре- и посткапилляров. Для данной группы был характерен высокий уровень венозного оттока в состоянии относительного покоя. У спортсменов, занимающихся единоборствами, реакция регионарного кровотока во многом была противоположной: кровенаполнение периферических сосудов в ответ на нагрузку значимо не изменялось (в данной группе отмечался высокий уровень кровенаполнения в состоянии относительного покоя), тонус артерий крупного калибра оставался неизменным. После нагрузки отмечено снижение периферического сопротивления на уровне пре- и посткапилляров (за счет повышения тонуса прекапилляров и его снижения
Функциональный профиль реакции регионарного кровотока нижних конечностей (сегмент «правое бедро») на степ-эргометрическую нагрузку у спортсменов. Примечание. Изменение показателей после степ-эргометрической нагрузки представлено в усл. ед., данные группы ОФП приняты за условную единицу (деление шкалы 1 усл. ед., минимум оси - 2 усл. ед., максимум оси - 6 усл. ед.).
1 - относительный объемный пульс; 2 - реографический индекс; 3 - амплитудно-частотный показатель; 4 - максимум артериальной компоненты; 5 - модуль упругости; 6 - средняя скорость быстрого наполнения; 7 - венозный отток; 8 - ди-кротический индекс; 9 - диастолический индекс. 1-4 - кровенаполнение; 5, 6 - приток крови; 7 - отток крови; 8, 9 - соотношение притока и оттока крови. * - данные в наблюдаемых группах «Спортивные игры» и «Единоборства» уменьшены в 10 раз.
на уровне посткапилляров), что приводит к увеличению венозного оттока.
Спортивные игры и единоборства относятся к ситуационным видам спорта, требующим комплексного проявления физических качеств и двигательных навыков в условиях переменных режимов двигательной деятельности, непрерывных изменений ситуаций и форм действий. Однако соотношению статических и динамических нагрузок в тренировочном процессе спортсменов различно. По-видимому, преобладание динамических нагрузок в структуре тренировок у спортсменов, занимающихся спортивными играми, предопределяет высокую «степень готовности» кровенаполнения регионарных сосудов нижних конечностей к быстрому реагированию на нагрузку и высокий уровень венозного оттока даже в состоянии покоя. В группе спортсменов, занимающихся единоборствами, выше доля статических нагрузок (особенно на мышцы нижних конечностей), что обуславливает высокий уровень кровенаполнения в состоянии относительного покоя и усиление венозного оттока в ответ на нагрузку за счет перераспределения тонуса между пре- и посткапиллярными сфинктерами.
Литература
1. Иванова Н.В. Факторы, определяющие функциональное состояние кардиореспираторной системы спортсменов, специализирующихся в циклических видах спорта / Н.В. Иванова // Слобожанський науково-спортивный вюык, 2013. - № 5 (38).
- С.108-111.
2. Кирьянова МА. Реографические показатели спортсменов циклических видов спорта / М.А. Кирьянова, И.Н. Калинина, Л.Г. Харитонова // Вестник ЮУрГУ. - 2010. - № 24. - С. 125-128.
3. Костюнина Л.И. Особенности адаптации спортсменов к тренировочным нагрузкам/ Л.И. Костюнина // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2011. - № 4 (21). - С. 55-60.
4. Кудря О.Н. Особенности периферической гемодинамики спортсменов при адаптации к нагрузкам различной направленности / О.Н. Кудря, М.А. Кирьянов, Л.В. Капилевич // Бюллетень сибирской медицины. - 2012. - № 3. - С. 48-52.
5. Огурцова М.Б. Сравнительная типологическая характеристика центрального кровообращения и физической работоспособности у спортсменов-пловцов и легкоатлетов-бегунов / М.Б. Огурцова, А.Н. Демин, Т.В. Мельник // Физическое воспитание студентов. - 2009. - № 1. - С. 39-41.
6. Состояние регионарного кровообращения у спортсменов высокой квалификации / Е.Ю. Дратцев [и др.] // Вестник спортивной науки. - 2008. - № 3. - С. 32-35.
References
1. Ivanova, N.V. Factors determining the functional state of the cardiorespiratory system of athletes specializing in cyclic sports // Slobozhanskiy naukovo-sportivny visnik, 2013. - № 5 (38). - P. 108-111. (In Russian)
2. Kir'yanova, M.A. Rheographic indices of athletes of cyclic sports / M.A. Kir'yanova, I.N. Kalinina, L.G. Kharitonova // Vestnik YuUrGU.
- 2010. - № 24. - P. 125-128. (In Russian)
3. Kostyunina, L.I. The features of adaptation of athletes to training loads // Pedagogiko-psikhologicheskie problemy fizicheskoy kul'tury i sporta. - 2011. - № 4 (21). - P. 55-60. (In Russian)
4. Kudrya, O.N. The features of peripheral hemodynamics of athletes during adaptation to loads of different orientations / O.N. Kudrya, M.A. Kir'yanov, L.V. Kapilevich // Bulleten' Sibirskoy Meditisiny. -2012. - № 3. - P. 48-52. (In Russian)
5. Ogurtsova, M.B. Comparative typological characteristics of the central circulation and physical working capacity of swimmers and runners / M.B. Ogurtsova, A.N. Demin, T.V. Mel'nik // Fizicheskoe vospitanie studentov. - 2009. - № 1. - P. 39-41. (In Russian)
6. The state of regional circulation of elite athletes / E.Yu. Drattsev [et al.] // Vestnik sportivnoy nauki. - 2008. - № 3. - P. 32-35. (In Russian)
Информация для связи с автором: kapil@yandex.ru
Поступила в редакцию 21.04.2014 г.
